锅炉安装监督检验中母材厚度的适用

锅炉安装监督检验中母材厚度的适用

现代高产、高参数电压炉的安装技术越来越先进，装饰设备越来越先进，安装周期也越来越短。安装单位为了节约成本,降低开支,可能存在一些未按规程执行的情况。部分业主对锅炉安装法规标准不熟悉,或为了工程尽快完工,早日获得较大经济效益,置安全隐患于不顾。为了加强锅炉安装过程的监督管理,规范锅炉安装监督检验工作,保证锅炉的安全运行,国家质量监督检验检疫总局于2004年6月23日发布了TSGG7001—2004《锅炉安装监督检验规则》。该规则详细地规定了如何实施监检,对于正确指导安装监检工作有极其重要的意义。但《锅炉安装监督检验规则》毕竟不是作业指导书,里边的内容不可能事无巨细均有规定,这就需要参考其他技术规范、技术规程。通过这几年的安装监检,笔者对《锅炉安装监督检验规则》中未详加说明而又有可能引起忽视的一些做法进行探讨,不当之处请予以指正。1关于问题的讨论1.1未实际安装换证是否已经到期近2年许多安装单位许可证到期,在超出许可证有效期的情况下安装队继续安装或开始安装,如何处理?对于前一种情况,视为许可证有效,并在许可证到期前提醒安装单位需提前申请换证;对于后一种情况,即使他在安装告知时证件未到期,由于种种原因推迟安装,仍要求提供至少是安装换证已经受理的证明文件。2007年末国家质量监督检验检疫总局颁布发质检办特函575号《关于进一步做好特种设备行政许可工作有关问题的通知》,规定:“获证单位在许可证有效期届满前,按照规定的时限向许可证审批机关提出换证申请,并已获得受理的,审批机关应当在其许可证有效期满前,作出是否准予换证的决定。发证机关逾期未作决定的,视为准予原许可证延续,发证机关应当及时为申请单位更换有效期至准予延续期限的许可证书”。这样“许可证超期未受理”就不再成为问题。1.2u3000厚度范围锅炉常用的焊接工艺评定采用的是《蒸汽锅炉安全技术监察规程》(以下简称《规程》)附录Ⅰ,其中重要因素划分中有母材厚度及熔敷金属厚度,其中表Ⅰ-2中规定评定母材厚度有效范围见表1。在DL/T868—2004《焊接工艺评定规程》中,对于评定母材厚度有效范围有不同规定,见表2:可见,在工艺试件厚度范围为8～40mm时,适用的母材厚度略有区别。如厚度为16mm的评定试件,可适用范围按《规程》为12～24mm,但按《焊接工艺评定规程》适用范围放宽到12～32mm。熔敷金属厚度有同样规定。笔者认为《焊接工艺评定规程》既然是电力行业锅炉安装应采用的焊接工艺评定规则,在安装单位采用此规则时应允许使用。1.3单根水压试验1)在DL/T5047—95《电力建设施工及验收技术规范》中的锅炉机组篇,对于合金钢材料安装前必须进行材质复查,除核查安装单位必须有合金钢材料光谱分析记录外,在《锅炉安装监督检验规则》中同时明确了监检单位尚需对受控合金钢管材进行不少于5%的光谱分析抽查。2)对于过热器、再热器、省煤器,《电力建设施工及验收技术规范》中的锅炉机组篇规定:对安装后出现缺陷不能处理的受热面管子,在组装前应做1次单根水压试验,试验压力为工作压力的1.5倍,无时间规定。同时对水冷壁管无此类规定。而在《蒸汽锅炉安全技术监察规程》中规定:工地组装的受热面管子可与本体同时进行水压试验,制造时的单根水压试验压力为元件工作压力的2倍(p≥13.7MPa的锅炉此试验压力可为1.5倍)。实际操作中单根水压费时不多,操作简单,而不进行此工作,出现问题时处理极其麻烦。故一般建议:所有受热面管子(包括水冷壁管)在组装前均应做1次单根水压试验,试验压力为工作压力的2倍(p≥13.7MPa的锅炉此试验压力可为1.5倍),时间10～20s。1.4焊接代号1.4.1金钢管道检查试件数量对于材料为合金钢的受热面管子的对接焊缝,《规程》中规定:在“五同”情况下检查试件数量为接头数的0.5%且至少1件,合金钢管道检查试件数量为接头数的1%且至少1件。但请注意,《规程》同一条第10款中同时规定:产品检查试件应由焊该产品的焊工焊接。也就是说,如果该批合金钢受热面管子的焊接接头数量虽然只有不到200个,本来焊接试样1件足矣,但如果焊该批焊接接头的焊工不止1人,则试样数量亦不止1个,有几个焊工在施焊该批焊接接头,即需做几个试样。这在焊工临时有变更时就需注意。1.4.2个背弯的矫正《规程》第100条规定:管子的弯曲试样切取2个,1个面弯,1个背弯。而焊接工艺评定中对厚度大于等于10mm的允许用4个侧弯试样代替2个面弯试样、2个背弯试样。于是有安装单位就用2个侧弯试样来代替1个面弯、1个背弯试样。这不正确,不能代替。1.5《规》与《规矩》的关系在《规程》中,第85条规定了集箱、管子、管道和其他管件的环焊缝,射线或超声波探伤的数量:(仅摘录有异议部分)。1)当外径大于159mm,或者壁厚大于或等于20mm时,每条焊缝应进行100%探伤。2)工作压力大于或等于9.8MPa的管子,其外径小于或等于159mm时,安装工地至少为接头数的25%。而DL/869—2004《火力发电厂焊接技术规程》中类似条文却有不同规定:1)外径大于159mm或者壁厚大于20mm的管道,每条焊缝应进行100%探伤2)工作压力不小于9.81MPa的锅炉的受热面管子,除做不少于25%的射线检验外,还应另做25%的超声波检验。可见,2个规程表述方法及要求略有不同。《火力发电厂焊接技术规程》中压力等级划分通篇依“9.81MPa”为分界线,而《规程》中则以“9.8MPa”为分界线,实际上制造厂产品质量证明书写的却是“9.8MPa”。而对于壁厚恰好为20mm的管道,《火力发电厂焊接技术规程》中规定:当其外径小于或等于159mm且工作压力小于等于9.81MPa且工作温度小于等于450℃时,按Ⅱ类焊接接头处理,即无损检测比例为5%。实际上在额定工作压力为5.3MPa的蒸汽管道中,高低温过热器间的连通管即有壁厚恰好为20mm厚的,而此处温度难说会不会小于450℃。故在实际监检中对于上述问题应按以下方法处理:1)当外径大于159mm,或者壁厚大于或等于20mm时,每条焊缝应进行100%探伤。(同《规程》)★外径大于159mm,壁厚小于20mm的汽水管道,如采用UT,则尚需RT,数量为20%的UT数量。2)工作压力大于或等于9.8MPa的锅炉的受热面管子,安装工地至少射线检验数量为接头数的25%。可以做超声波检验,还应另做25%的射线探伤。出现返修时依规定:对该焊工当日的同一批焊接接头中按不合格焊口数加倍检验,加倍检验中仍有不合格时,则该批焊接接头评为不合格。此规定易为安装单位接受,规定也较为合理。1.6对锅炉受体面接头光谱分析的查在JB/T1611—93《锅炉管子技术条件》中,对合金钢焊缝要求逐条打光谱。《火力发电厂焊接技术规程》中对耐热钢部件焊后光谱分析复查规定如下:1)锅炉受热面管子不少于10%,如发现材质不符,则应对该项目焊缝金属进行100%光谱复查。2)其他管子及管道100%。笔者认为焊接用的合金钢焊丝一盘,不太会变更,故对锅炉受热面管子抽检不少于10%已够。在《锅炉安装监督检验规则》中,除规定对合金钢材料的焊接接头光谱分析记录进行核查签字确认外,同时明确了监检单位尚需对受控合金钢管材进行抽查。抽查比例:受热面管不少于5%,锅炉管道不少于1%。1.7无损检测比例无检测1)无直段弯头的无损检测:现在锅炉上大量采用无直段弯头,特别有些制造单位,出厂的汽水管道全是直管加无直段弯头,制造工作是简单了,但现场却留下大量的焊接工作。而对于无直段弯头,《规程》中明确规定“无直段弯头与管道对接焊缝应经100%射线探伤合格”,考虑的是弯头本身的残余应力与焊缝的焊接应力叠加,会产生很大的局部应力。而许多安装单位却不考虑这些,无视《规程》中上述条文,将焊口数统计入总数,再按外径大小确定无损检测比例。这实际上降低了检测要求。2)对于管道的对接焊缝中心线距管道弯曲起点、支吊架边缘的距离,规程明确规定“应不小于管道外径,且不小于100mm”。由于制造厂生产直管件尺寸有偏差,加上提供的又是无直段弯头,有时中间仅差50～100mm,安装单位往往就再加一段直管焊接,两焊缝的无损检测也未按100%执行,这些都不正确。3)管道的布置①管道应有一定的坡度,坡度应不小于0.002,以便于放水和疏水。蒸汽管道的最低点必须装设疏水阀,以免管道开始投入运行时产生水击。②管道布置时应考虑在管道与梁、柱、墙及管道相互之间留有一定的距离,以满足施工、检修、保温包扎及热胀冷缩的要求。由于设计与实际的差距,制造厂出来的管道元件在现场按图纸施工时,往往与梁、柱、墙、楼梯等相碰,或距离极小,不能满足上述要求,现场安装监检时须加以注意,发现问题应及时提出,以保证以后的检修方便,和安全运行。管道及管道元件的安装可参照GB50235—97《工业金属管道工程施工及验收规范》执行。1.8现场焊接1.8.1继续焊接设备设备现场焊接时施焊环境恶劣,锅炉房高大空旷,四处漏风,一般无取暖设备。而为保证焊接质量,一般有以下规定:1)手工电弧焊时风速不应超过8m/s;2)氩弧焊时风速不应超过2m/s;3)焊接电弧1m范围内的相对湿度不得大于90%;当焊件表面潮湿、有雨雪覆盖,或在下雨雪、刮风期间,焊工及焊件无保护措施时,不应进行焊接。安装单位及业主为赶进度,往往不顾这些,安装监检时需特别注意,以免影响焊接质量。1.8.2施焊过程中,主要是在工期紧的工况下施焊尽管经过自检及监检,但仍会碰到制造厂出来的集箱有少开孔的情况,笔者曾碰到过热器集箱少开1个孔的情况。因工期紧,制造单位为外地单位,故在要求制造单位提供相应的情况说明并提供相应的制造要求后,同意由安装单位来施焊。再联系1家制造单位按图开孔后,要求安装单位提供相应的焊接工艺评定,并按焊接工艺施焊。施焊完毕进行局部热处理后,对该角焊缝进行表面探伤。1.9肿胀管尽管现在大多数锅炉(包括工业锅炉)采用焊接结构,有一些电站锅炉仍采用胀接结构,对于胀管,需从以下几个方面加以监督:1.9.1设计胀接工艺程序《规程》规定:胀接前应进行试胀工作,应检查胀管器的质量和管材的胀接性能。并规定,施工单位应根据锅炉设计图样和试胀结果制定胀接工艺规程。每1批管材的胀接性能未必一样,所以需要在安装现场进行胀接的锅炉出厂时,锅炉制造单位应提供适量同钢号胀接试件,目的是为了安装单位熟悉管材的胀接性能。但现在有很多安装单位未经试胀,就提供了同样胀接工艺,试胀完毕也不对原工艺作任何修改,不制定新的胀接工艺规程,不妥。1.9.2管口均有超出范围《规程》规定:当采用内径控制法时,胀管率一般控制在1%～2.1%范围内(计算公式见《规程》)。文中使用“一般”二字,可见意识到1台锅炉上千个焊口,每个胀接管口均作上述要求是困难的。因此,允许少量胀口的胀管率在控制范围之外,但水压试验要通过。《规程》中没有具体对超出范围作出具体规定。DL/T5047—95《电力建设施工及验收技术规范》中的锅炉机组篇也无相关规定。GB50273—98《工业锅炉安装工程施工及验收规范》对此有具体规定:胀管率超出控制范围时,超胀的最大胀管率,当采用内径控制法时,不得超过2.6%;当采用外径控制法时,不得超过2.5%;同一锅筒上超胀管口数量不得大于胀接总数的4%,且不得超过15个。1.9.3试验压力保压胀接质量的最终评定通过水压试验予以确认。《规程》中规定升到试验压力时检查无漏水或异常现象,升到试验压力保压20min后,降到工作压力后胀口处不滴水珠。因此可以认为胀接锅炉的胀口,严密性的要求是“降到”工作压力后胀口处不滴水珠,至于超压期间胀口滴水,应该不能作为评价胀口胀接质量的标准。1.10水压试验泵参数1)水压试验前的焊接工作需已全完成。特别需注意的是:焊在受热面管子或鳍片上的所有部件,如鳍片、销钉、防磨罩、热工测量元件等均已施焊完毕;焊在受热面上的临时吊件或安装加固件已割。否则水压后再焊接有可能损伤管子。2)水压试验前对水压试验泵的审查。所有的规范中均未提及水压试验时对试压泵的要求,但水泵的主要性能参数除了额定压力外,还有流量。有一些安装单位配备的水压试验泵额定压力足够,但高压时的流量特别小。如某安装单位安装1台UG-150/9.8-M4的锅炉,选用1台4DSB型水压试验泵,额定压力为40MPa,高压流量却仅为30L/h,结果可想而知,从工作压力9.8MPa打到11.3MPa,尚未到试验压力13.6MPa,就耗时3h多。虽然规程只规定升压速度不能大于0.2MPa/min,未规定不能小于多少,但规程规定了保压时间为20min。而且锅炉长期超压,应该对锅炉本身、对周围的人员均有极大的安全隐患。后来在笔者的建议下更改了水压试验泵,用时1h即从9.8MPa升到13.6MPa,水压试验圆满成功。3)合金钢材料的脆性转变温度。T91/P91钢以其良好的高温持久强度、热稳定性和高温抗蠕变能力等综合性能,在电站锅炉的过热器、再热器及主蒸汽管道上获得越来越广的应用。但此类材料有较高的脆性转变温度,在冬季进行此类材料的水压试验时需要特别注意。制造